2002年，麻省理工學院量子計算教授塞思·勞埃德發表了一個公式，估算了宇宙中可以容納的位元數。“位元”是資訊的基本單位，表示是或否問題的答案。計算機將位元儲存在電晶體中，但位元也可以編碼在物理粒子的狀態中，例如電子的自旋。勞埃德的公式利用資訊的物理性來估計物理系統處理和記錄資訊的速率，作為普朗克常數（量子力學基本到難以想象的微小單位）、光速和宇宙年齡的函式。勞埃德得出結論，我們的宇宙可以容納驚人的 1090 位元，或一萬億萬億萬億萬億萬億兆兆位元。
勞埃德開發他的公式是因為他對量子計算機的研究，量子計算機使用單個原子來編碼資訊和執行計算，這使他從原子中存在的位元的角度思考宇宙。他進行了一個思想實驗，問自己：有史以來可以建造的最大的計算機是什麼？答案是：一臺將使用宇宙中每個原子的計算機。這臺計算機可以儲存 1090 位元。
但勞埃德公式的妙處在於，它可以用來估計任何物理系統的資訊儲存容量，而不僅僅是宇宙。最近，我在探索經濟和社會計算能力時，從勞埃德的公式中汲取了靈感。勞埃德的公式沒有納入我們經濟中固有的許多社會和經濟複雜性，但它為我們提供了系統儲存和處理資訊能力的粗略估計。將地球視為硬碟驅動器。根據勞埃德的公式，這個星球可以儲存多達 1056 位元——大約一萬億萬億萬億千兆位元。但是，這個行星硬碟驅動器是大部分是空的還是大部分是滿的？
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為了回答這個問題，讓我們考慮一下馬丁·希爾伯特和普里西拉·洛佩斯的工作。2011年，當時分別在南加州大學和西班牙加泰羅尼亞開放大學的希爾伯特和洛佩斯發表了對我們星球文字、圖片和影片中儲存的文化資訊的估計。他們的結論是，截至2007年，人類已經儲存了 2 × 1021 位元，或兩萬億千兆位元。但是，我們星球上的資訊遠不止文化文物中包含的資訊。資訊也體現在人類設計的物體中，例如您的汽車和鞋子，以及生物系統中，例如您的核糖體、線粒體和DNA。事實上，事實證明，地球上包含的大部分資訊都以生物質的形式儲存。根據勞埃德的公式，我估計地球包含大約 1044 位元。這個數字聽起來可能很多，但這只是地球容量的一小部分。如果人類繼續每年產生 1021 位元，仍然需要遠遠超過萬億個宇宙年齡才能填滿我們的行星硬碟驅動器。
這些計算告訴我們，儘管地球具有巨大的資訊儲存容量，但秩序仍然稀少。反過來，這種洞察力告訴我們很多關於地球如何創造和處理資訊，以及可能限制其未來增長的障礙。
我們計算的宇宙
我們星球資訊空虛所揭示的第一件事是，資訊很難增長——難以製造、難以儲存，並且難以組合成新的配置。這個推論與過去的觀察結果非常吻合，並且可以用宇宙對秩序出現的敵意來解釋。熱力學第二定律規定，我們的宇宙具有自然的平均化趨勢，使秩序消失。熱量從熱到冷流動，音樂在空氣中傳播時消失，而拿鐵咖啡中的漩渦會迅速擴散成乳白色的雲。這種從有序到無序的轉變被稱為熵的增長。
然而，存在允許秩序口袋出現的漏洞。想想生物細胞、人體或人造經濟。這些高度組織化的系統在區域性上反抗了支配整個宇宙的物理熵的增加。富含資訊的系統只能在它們“汗流浹背”地散發熵時才能存在，透過排出熱量來為其高水平的組織付出代價。“熵是結構的代價，”諾貝爾獎獲得者化學家伊利亞·普里戈金曾經巧妙地指出。
秩序在我們的宇宙中出現或持續存在，這要歸功於三個技巧。第一個，也許是最熟悉的技巧，涉及能量的流動。想象一個裝滿水的浴缸：水分子相互隨機反彈，直到您取下塞子。一旦水開始順著排水口快速流動，增加液體的動能，就會出現漩渦。在那個漩渦中，秩序顯現出來；漩渦中的分子在大小和方向上都與相鄰分子的速度相似，而這些相關性是宏觀資訊的原始起源。為了理解秩序的形成，也為了理解秩序的永續性，我們需要第二個技巧：固體的存在。固體物體，例如DNA，可以長期保持秩序。沒有它們，資訊將太短暫而無法持續、重組和增長。
但是，為了解釋更復雜形式的秩序的出現（例如城市或經濟中體現的資訊），或者解釋產生我們星球生命和社會的秩序的創造，我們需要第三個技巧：物質計算的能力。例如，樹木是一臺計算機，它知道根和葉子應該朝哪個方向生長。樹木知道何時開啟和關閉基因以抵抗寄生蟲，何時發芽或脫落葉子，以及如何透過光合作用從空氣中收穫碳。作為一臺計算機，樹木在其樹枝的宏觀結構和細胞的微觀結構中產生了秩序。我們常常忽略樹木是計算機，但事實是，樹木有助於地球資訊的增長，因為它們進行計算。
結晶的想象力
我們從將地球視為硬碟驅動器中學到的另一件事更令人驚訝：儘管存在反對秩序出現的各種力量，但資訊仍在逐漸增長。地球的硬碟驅動器現在比昨天或十億年前更滿了。部分原因是生命的出現：生物質包含大量資訊。但地球上秩序的增長也源於文化資訊的產生。
為了理解原因，讓我們比較一下樹上生長的蘋果和我們放在口袋裡並用來檢視電子郵件的蘋果。為了我們的目的，我們對每個物體中體現的物理秩序的起源感興趣。第一個蘋果體現了人類之前世界中存在的秩序。在我們將蘋果命名、為蘋果定價或建立蘋果市場之前，就存在蘋果。第二個蘋果有所不同，因為它是一個首先存在於某人頭腦中，然後才存在於世界上的物體。它是首先以想象力出現的凝固的秩序片段。正如我們將要看到的，這類物體特別特殊。
能夠想象物體然後創造物體的物種比其他動物具有重要的優勢。遍佈我們經濟的真實而虛構的物體增強了我們，因為它們使我們能夠利用其他人神經系統中體現的知識和技能的實際用途。考慮一下牙膏管。大多數人每天都使用牙膏，但他們不知道如何合成牙膏中的活性成分氟化鈉。然而，這種知識的缺乏並沒有阻止他們從合成氟化鈉所需的理解的實際用途中受益。人們透過產品來實際利用他人的知識——產品實際上是凝固的想象力片段。產品增強了我們，市場不僅使我們更富有，而且更明智。
問題是創造產品並不容易。它通常需要大量人員之間的協作。為了促進資訊的增長，人們需要形成具有計算產品能力的網路。我們需要網路，因為系統的計算能力就像其資訊儲存能力一樣，是有限的。生物細胞是有限的計算機，它們透過多細胞性超越了自身的侷限性。人的能力也是有限的，我們透過形成社會和專業網路來超越我們有限的計算能力。經濟是分散式計算機，透過我們稱為社交網路的硬體執行。最終，正是這種計算的重新體現——從細胞到人再到經濟——使得複雜形式資訊的增長成為可能，但也具有挑戰性。
增長的限制
這個思想實驗告訴我們的最後一件事是，人類網路創造資訊的能力受到嚴重限制。忘記所有關於大資料的討論：從宇宙的角度來看，我們創造的資訊量出奇地少（即使我們在這個過程中燃燒了足夠的能量來釋放使地球變暖的碳）。
我們的資訊創造能力受到限制，部分原因是我們形成人際網路的能力受到歷史、制度和技術因素的制約。例如，語言障礙分裂了我們的全球社會，並限制了我們將出生在地球遙遠地區的人們聯絡起來的能力。技術力量可以幫助減少這些障礙。航空旅行和遠端通訊的興起降低了遠端互動的成本，使我們能夠編織高度全球化的網路，從而提高我們處理資訊的能力。儘管如此，這些技術並非萬能藥，我們集體處理資訊的能力雖然比過去幾十年有所提高，但仍然很小。
那麼，未來幾個世紀地球資訊的增長將如何演變？一種樂觀的觀點是，技術的全球化力量和地方保護主義機構（如愛國主義和宗教）的衰落將有助於消除繼續在來自不同語言、種族、宗教和民族背景的人們之間激起仇恨的歷史差異。與此同時，技術變革將帶來超連線時代。電子產品將從行動式發展到可穿戴式再到植入式，從而帶來新的中介社互動動形式。
千百年來，我們物種創造資訊的能力受益於我們將其沉積在環境中的能力，無論是透過建造石斧還是透過撰寫史詩。這種才能為我們提供了增加計算能力所需的增強和協調。我們正處於一場新的革命之中，這場革命有可能改變這種動態，並使其更加強大。在這個千年裡，人類和機器將透過裝置融合，這些裝置將結合我們耳朵之間容納的生物計算機和我們好奇的頭腦中出現的數字機器。由此產生的超連線社會將給我們的物種帶來人類歷史上一些最具挑戰性的倫理問題。我們可能會失去我們中一些人認為必不可少的人性方面：例如，我們可能會欺騙死亡。但是，我們身體與我們的大腦想象的資訊處理機器之間的這種融合可能是推動資訊增長的唯一途徑。我們誕生於資訊，現在，越來越多的資訊正在我們身上誕生。